6.3.4. Сухой остаток

Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами » ...

6.3.4. Сухой остаток

Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105–110°С. Сухой остаток определяют гравиметрическим и расчетным методами. Перед определением сухого остатка пробу необходимо фильтровать либо отстаивать для отделения от взвешенных веществ.

Гравиметрический (весовой) метод основан на определении веса высушенного остатка, полученного после выпаривания пробы. При гравиметрическом определении сухого остатка сначала проводят выпаривание основной массы пробы, которая может составлять 250–500 мл. Далее оставшуюся часть пробы высушивают во взвешенной, доведенной до постоянной массы чашке (стакане, тигле) в сушильном шкафу в стандартных условиях в два этапа. На первом этапе высушивание проводят при температуре 103–105°С в течение 1–2 часов. При этом удаляются влага и все летучие органические вещества, однако сохраняется почти вся кристаллизационная вода солей – кристаллогидратов. На втором этапе высушивание проводят при температуре 178–182°С также в течение 1–2 часов. В этих условиях разлагаются кристаллогидраты, более полно испаряются и разлагаются органические вещества, разлагаются также некоторые соли – например, гидрокарбонаты до карбонатов и далее до оксидов (частично или полностью). Величину сухого остатка определяют по разности масс остатка пробы до и после высушивания, причем иногда выполняют промежуточное взвешивание – после высушивания при температуре 103–105°С. Взвешивание выполняют на аналитических весах с погрешностью не более ±1 мг (лучше ±0,1 мг). Перед взвешиванием тигель необходимо охладить до комнатной температуры.

Для определения сухого остатка поверхностных природных вод обычно достаточно высушивания при температуре 103–105°С. Высушивание при температуре 178–182°С применяется специалистами при детальном исследовании природных или сточных вод.

Величину сухого остатка можно также оценить расчетным методом. При этом надо суммировать полученные в результате анализов концентрации растворенных в воде минеральных солей, а также органических веществ (гидрокарбонат суммируется в количестве 50%*). Для питьевой и природной воды величина сухого остатка практически равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и магния, а также определяемых расчетным методом натрия и калия).

Величина сухого остатка для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных случаях допускается до 1500 мг/л).

А. Определение сухого остатка гравиметрическим методом

Оборудование

Весы аналитические с комплектом разновесов, мерный стакан, сушильный шкаф с термометром (103–105°С), фарфоровая чашечка (стакан) на 300 мл, щипцы.

Выполнение анализа

1. Подготовьте предварительно (можно это сделать накануне эксперимента) чистую фарфоровую чашечку или стакан:
- высушите ее в сушильном шкафу при температуре 103–105°С не менее часа;
- с помощью щипцов достаньте чашечку из сушильного шкафа, дайте ей остыть до комнатной температуры (2–3 часа).
2. Определите массу пустой чашечки (М₁) в г, взвесив ее на аналитических весах с точностью до ± 0,0001 г.

Манипуляции с чашечкой выполняйте с помощью щипцов! Не прикасайтесь руками к чашечке, т.к. это может вызвать изменение массы (внести ошибки) при последующем взвешивании.

Поместите чашечку в сушильный шкаф при температуре 103–105°С на ночь для выпаривания

3. Мерным стаканом поместите в чашечку 100 мл анализируемой воды.
4. Поместите чашечку в сушильный шкаф при температуре 103–105°С на ночь для выпаривания.
5. С помощью щипцов достаньте чашечку из сушильного шкафа, дайте ей остыть до комнатной температуры в течение 2–3 часов.
6. Определите массу чашечки с остатком (М2) в г, взвесив ее на аналитических весах с точностью до ± 0,0001 г.
7. Рассчитайте величину сухого остатка (МСО) в мг/л по уравнению:

где: М₂ и М₁ – вес чашки с остатком после высушивания и пустой чашки соответственно, г;
V – объем воды, взятой для анализа, мл;
10⁶ – коэффициент пересчета единиц измерения из г/мл в мг/л.

В. Определение сухого остатка расчетным методом

Величину сухого остатка в мг/л можно определить также расчетным методом, суммируя результаты определения массовых концентраций главных ионов, выраженные в мг/л (гидрокарбонат суммируют в количестве 50%).

Полученный результат округлите до целых чисел.
О расчете величины сухого остатка (общего солесодержания) в ммоль-эквивалентной форме см. п. 6.3.7.

* При «классическом» гравиметрическом определении сухого остатка при нагревании выпариваемой пробы протекает химическая реакция разложения гидрокарбонат-аниона:

в результате этой реакции теряется около 50% массы содержащегося в пробе гидрокарбонат-аниона.